隧道人員安全定位監控系統
*章 引言
隨著國家經濟的迅速發展，我國的隧道建設更是日新月異。由于城市地鐵、鐵路隧道和高速公路隧道改善了路線技術指標、縮短了路程和行車時間，提高了運營效益，因此國家在不斷加大隧道的建設力度；然而隧道建設的造價高、運營管理相對復雜，所以各地對隧道的建設都十分重視，不敢掉以輕心。
目前的遠程信息管理系統往往只是對行政和技術文件的管理，而無法實時地獲取施工信息，更不能對施工現場和施工人員的信息有一個全面、及時、準確的掌握，從而導致很多事故的發生。為此各級政府高度重視工程建設安全生產問題，并采取一系列措施不斷加強安全生產工作。如何改變目前隧道施工過程安全監管落后的管理模式，實現管理的現代化、信息化、智能化，成為管理者研究的重要課題。
因此，能夠實現災害預防、事故救助、信息化管理等*的管理手段將是隧道安全建設的必然選擇。
1.1 系統簡介
本系統著重在綜合隧道管理各項資源，在保證既定的系統功能正常應用的前提下，利用*技術對系統進行整合利用。包含視頻監控、人員進出與定位管理、人員/車輛門禁系統、隧道氣體監測等。zui大限度的利用資源將隧道工作、管理提升到更搞水平的管理平臺上。
1.2設計原則與依據
總體設計原則
總體以客戶的需求為基本原則，并充分結合現有成熟完善的技術進行設計。
隧道綜合應用系統是一個涉及視頻監控技術、傳感技術、LED顯示技術、射頻識別技術等多方面領域的*技術，因此總體方案設計必須具有可靠性、安全性、*性、靈活擴充性、經濟實用性、操作和維護的方便性，更要具有前瞻性的建設全局統一管理的平臺。
在規劃設計過程中，系統設計以保障安全生產、提高企業效率，提升企業管理品質為目標，以高質量服務管理者和使用者為基本原則和設計思路。
硬件設計原則
系統的硬件設計和選型應該遵循如下原則：
*性：系統硬件應具有*性,避免短期內因技術陳舊造成整個系統性能不高或者過早淘汰。
可靠性：在充分考慮*性的同時,硬件系統應立足于用戶對整個系統的具體需求，應優先選擇*、適用、成熟的技術， zui大限度地發揮投資效益。
開放性：計算機網絡選擇和相關產品的選擇要以*性和適用性為基礎,同時考慮兼容性。
擴充性：系統數據采集設備采用模塊化結構和總線通信方式，在系統規模擴展時，不需較大的改造，增加相應的模塊即可。
軟件設計原則
系統的軟件設計和選型應該遵循如下原則：
可靠性和安全性：系統軟件應具有很高的可靠性和安全性。
易用性：系統軟件應操作方便,采用中文圖形界面。
標準化：系統軟件應符合國家、行業標準以及標準,便于多次升級和支持新硬件產品。
可擴充性：系統軟件應具有可擴充性。采用面向對象的結構設計，具有一定的靈活性、可操作性和可擴展性。在今后業務發生變化時，模塊的增加和對模塊的修改不應對其他模塊產生影響。
為確保整個工程的質量，總體方案設計原則需要達到上述可靠性、安全性、*性、靈活擴充性、經濟實用性、操作和維護的方便性的高度統一。
設計依據標準
設計標準、依據嚴格遵守國家或部委或地方相關的執行標準
GB/T 2887-2000 電子計算機場地通用規范
YD/T 1666-2007 遠程視頻監控系統的安全技術要求
GB 10111-1988 利用隨機數骰子進行隨機抽樣的方法
GB/T 12758-2004 城市軌道交通信號系統通用技術條件
YD 5079 通信電源工程安裝規范
GBJ79-1985 工業企業通信接地設計規范
GB50168-92 電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范
GA/T75-94 安全防范工程程序與要求
GA/74-94 安全防范系統適用圖形符號
GB50054-95 低壓配電設計規范
國家*YD/T926-2001標準
以太網10base-T標準
第二章 系統組成及工作原理
2.1人員進出定位管理系統
人員進出管理系統可分為人員進出考勤管理、人員定位信息管理以。主要有監控主機、讀卡基站、人員識別卡、傳輸數據接口轉換器等。
監控主機（現場服務器）：獨立計算機，負責整個系統設備及人員檢測數據的管理、通訊、統計存儲以及屏幕顯示、查詢打印、畫面編輯、網絡通訊等任務。
讀卡基站（讀卡器）：實時采集接收人員卡的信息，并及時通過通信線路實時反饋到系統當中。可以分為定位基站和識別基站。
人員識別卡：編程有*的識別碼，僅提供給讀卡基站去識別，一般在安全帽上安裝或是身上佩戴，健康認證，安全可靠
傳輸數據接口轉換器：包括一些信號轉換器，主要實現對信號的轉換以便系統更好的接收處理數據
大致原理圖如下
考勤系統：在每個施工隧道內裝2臺讀卡器。1臺讀卡器裝在隧道洞口的入口處，另一臺讀卡器裝在洞口往里200米處，根據讀卡器讀到卡的先后順序來判斷施工人員的進出情況，施工人員何時進、何時出、洞內有多少作業人員都能反映到系統軟件中，并體現到大屏幕上，使考勤情況一目了然。施工人員將該系統考勤卡佩戴在安全帽內側，無須主動刷卡便能實現自動考勤，方便省力、準確度高。
定位系統：在每個施工隧道二襯臺車附近安裝2臺讀卡器，一個安裝臺車前一個安裝在臺車后，臺車前讀卡器主要是對掌子面開挖或是其他靠近掌子面工作的人員定位，臺車后，主要是負責臺車附近工作的人員定位（若要加安裝定位讀卡器，可以按200米一個點位計算，同時，建議隧道開挖的長度必須≧1000米，已開挖部分超過600米），洞口的2臺亦可以實現定位功能，洞內定位隨臺車作業實時進行識別定位。施工人員只要將該系統考勤卡佩戴在安全帽內側，無須主動刷卡，在每個讀卡器的有效識別范圍內，根據識別到的人員標識卡的情況對施工人員進行區域定位識別管理，使管理人員在監控室就能及時掌握施工現場的具體情況。同時特殊人員卡上可以有按鈕，實現洞內洞外雙向通訊，當洞內有危險情況的時候，可以通過按鈕，及時通知洞外值班室，以便做好危險預防及救助。洞外獲取信息后，亦可以通過廣播的形式通知到現場所有帶識別的人員
2.3 LED顯示系統
將LED大屏幕安裝在施工入口附近，靠近門房或是值班室為佳，用于實時顯示地鐵施工人員的信息，使管理*化，透明化。顯示的內容包括：標簽號，姓名，時間，總人數等，使及監管人員不用下到隧道下面去，也不必查看監控室電腦就能及時了解隧道內施工人員情況。有了該LED大屏幕顯示系統不僅可以使洞內各區域內施工人員信息形象、直觀、一目了然的體現出來。而且，在開現場會時，也可以在大屏幕上顯示各種歡迎標語、宣傳標語；在平時可以通過大屏幕提示施工人員注意施工安全，在有高溫、霜凍等惡劣天氣時可以及時進行溫馨提示。這些都能充分體現隧道施工項目部管理上的人性化、現代化、科學化。
系統組成：服務器、同步系統卡、LED顯示屏
服務器：主要實現對顯示內容的編輯，控制
同步顯示系統卡：系統的核心部分，同步實現電腦與LED屏的顯示內容。對信號進行編譯傳輸
第三章 系統功能特點
3.1 核心功能特點
系統可實現在建鐵路全線隧道管控，從總指揮部到各項目部再到各隧道駐地，逐級權限管理。由總指揮部統一發卡，統一裝備，統一管理，高清遠程視頻上墻統一顯示，及時性隧道人員信息數據集中監控。
本系統遵循"統一發發卡、統一裝備、統一管理"的原則，按準許隧道洞內工作人員和班組實行"一人一卡"制，該感應器可視為"上崗憑證"或"隧道準入證"。
（1）在建鐵路全線隧道管控
l 各駐地，各隧道均與中心平臺對接，數據及時上傳；
l 總指揮部可以及時查詢任意一駐地或隧道當前工作狀態及相關數據；
l 可視化電視墻及高性能服務器，提供直觀的數據以及圖像信息
（2）洞內危險氣體監測功能：
l 可以及時預防，做到早發現，早處理，保證員工健康安全；
l 及時性數據強，便利的時間段數據報表顯示；
（3）洞內工作人員實時動態顯示功能：
l 任一時間洞內某個地點作業人員人數，作業人員人數具體信息；
l 查詢一個或多個人員現在的洞內實際位置；
l 記錄有關人員在任一地點的到/離時間和總工作時間等一系列信息，可以督促和落實重要巡查人員是否按時、到點的進行實地查看，或進行各項數據的檢測和處理，從根本上盡量杜絕因人為因素而造成的相關事故
l 實現多點共享供多個同時在不同地點查看。
（4）自動報警功能：
可以設定特殊的禁區，如果有人員進入，實時聲音報警，并顯示進入禁區的人員；或是設定特殊危險地段，當工作人員超過規定數目時自動發出警報，并把警告信息及時發送高級管理人員。
（5）人員軌跡查詢：
可查找某個人在某個時間段內所經歷的路徑，并在圖中畫出線路軌跡
（6）豐富的考勤能力：
可對出入洞口工作人員進行統計，實現工作人員考勤記錄，建立人員出入隧道的各種信息報表（如：進出洞時間報表、出勤月報表、加班報表、缺勤報表等等）
（7）災后急救信息：
一旦發生各類事故，上位機上立即能顯示出事故地點的人員數量、人員信息，人員位置等信息，大大提高搶險效率和救護效果
（8）車輛及設備管理：
車輛的出入統計、定位以及其他重要設備的具體位置
3.2 系統特點
1、安全、穩定性高：健康資質認證，具有防爆防塵、抗干擾的特點
2、多卡快速識別：50米范圍內可同時識別100個卡信息，識別物體速度可達到200公里/小時
3、適應性強：可以配合現在各種傳輸網絡比如光強、以太網、485總線等
4、豐富的查詢報表：zui大程度上方便管理人員操作
5、雙向報警功能：施工人員可以通過標簽按鈕來向監控中心呼叫；監控中心也可以向標簽發信息。（雙向卡的功能，單向卡沒有這個功能）
6、遠程接入：可以在任何一臺可以上網的電腦上遠程查看隧道的實時情況，無須到現場。
7、視覺性強：通過外置的超大LED屏幕顯示，可以隨時知道目前洞內現在有多少人，這些人是誰
